DE102010052026B4 - Method for model-like control of ship models with drives rotating over 360 degrees - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur vorbildähnlichen Steuerung von Schiffsmodellen deren Antrieb durch Antriebsmotore in über 360 Grad drehenden Gondeln erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Informationen in einer Steuereinheit (z.B. einen Mikrocontroller) zusammengeführt werden:
a.) Anbindung des X-Kanals eines empfangenen Signals einer Fernsteuerung zur Auswertung an die Steuereinheit.
b.) Anbindung des Y-Kanals eines empfangenen Signals einer Fernsteuerung zur Auswertung an die Steuereinheit.
c.) Übergabe der Ist-Positionen der Gondel, welche über einen Winkelsensor erfasst werden, an eine Steuereinheit.
Method for model-like control of ship models whose drive is done by drive motors in gyros rotating over 360 degrees, characterized in that the following information in a control unit (eg, a microcontroller) are merged:
a.) Connection of the X-channel of a received signal of a remote control for evaluation to the control unit.
b.) Connection of the Y-channel of a received signal of a remote control for evaluation to the control unit.
c.) Transfer of the actual positions of the nacelle, which are detected via an angle sensor, to a control unit.
Description
Verfahren zur vorbildähnlichen Steuerung von Schiffsmodellen mit über 360 Grad drehenden Antrieben.Method for model-like control of ship models with drives rotating over 360 degrees.
Eine weitverbreitete Antriebsart auf Schiffen sind Antriebe, die in einer Art Gondel unterhalb des Schiffs angebracht und über 360 Grad hinaus durchgehend drehbar sind. Hauptsächlich gehören dazu POD-Antriebe (pod; engl. Gondel), aber auch Pump-Jet Antriebe, die sich aufgrund ihrer Bauart wesentlich von der konventionellen Antriebstechnik, mit einer feststehenden Antriebswelle, unterscheiden. POD Antriebe werden über eine Art Joystick bedient, über die sowohl die Antriebsleistung als auch der Winkel der Gondel verändert werden kann. Solche Antriebe werden von verschiedenen Firmen und unter den unterschiedlichsten Bezeichnungen vertrieben, so wie:
- Ruderpropeller
- Schottel-Antrieb
- Twin-Propeller
- Combi Drive
- Propulsor
- Propellergondel
- Pod-Antrieb
- Azipod ® - registrierte Bezeichnung der Firma ABB
- Pump-Jet
- Rudderpropeller
- Schottel drive
- Twin Propeller
- Combi Drive
- propulsor
- Azipod
- Pod drive
- Azipod ® - registered name of the company ABB
- Pump-Jet
Zum Steuern von Schiffsmodellen werden normalerweise handelsübliche Fernsteuerungen benutzt, wobei meistens ein Proportionalkanal für die Änderung der Fahrleistung (vor - und rückwärts) benutzt wird, sowie der zweite Proportionalkanal für die Fahrtrichtungsänderung nach links oder rechts. Meistens werden dazu Joysticks verwendet, die im Sender integriert sind. Jede Position des Joysticks wird dazu in X- und Y- Richtung erfasst und über zwei Proportionalkanäle an den Empfänger im Modell übertragen.Normally commercial remote controls are used to control ship models, mostly using a proportional channel for the change of forward and reverse, and the second proportional channel for changing the direction to the left or right. Mostly joysticks are used, which are integrated in the transmitter. Each position of the joystick is detected in the X and Y direction and transmitted via two proportional channels to the receiver in the model.
Der Empfänger wandelt diese Information in PWM Signale (engl. Pulse Width Modulation) um. Dabei erzeugt der Empfänger pro Kanal ein periodisches PWM Signal, das sich alle ca. 20 ms wiederholt und dabei - je nach Position des Joysticks - in der Impulslänge zwischen ca. 1,0 bis 2,0 ms variiert. Entsprechend der Mittelstellung des Joysticks, erzeugt der Empfänger einen PWM Impuls von ca. 1,5 ms. An diesen PWM Signalen können Aktoren, wie Servos, Fahrtregler o.ä. angeschlossen werden.The receiver converts this information into PWM signals (Pulse Width Modulation). The receiver generates a periodic PWM signal per channel, which repeats every 20 ms and varies depending on the position of the joystick in the pulse length between approx. 1.0 to 2.0 ms. According to the center position of the joystick, the receiver generates a PWM pulse of approx. 1.5 ms. At these PWM signals actuators, such as servos, cruise control or similar. be connected.
Die Impulsdiagramme zweier PWM Ausgänge eines Empfängers sind in der Zeichnung
Servos wandeln die variierende PWM Impulslänge in eine proportionale mechanische Bewegung um. Dabei erfolgt ein ständiger Abgleich zwischen der Sollposition und der Istposition, Regelabweichungen werden durch eine interne Regelung versucht auf Null auszuregeln. Der Stellbereich ist jedoch begrenzt, daher befindet sich der Servo bei einer PWM Impulslänge von ca. 1,5 ms in Mittelstellung.Servos convert the varying PWM pulse length into a proportional mechanical motion. In this case, there is a constant adjustment between the setpoint position and the actual position, control deviations are attempted by an internal control to zero out. However, the setting range is limited, so the servo is in the middle position with a PWM pulse length of approx. 1.5 ms.
Fahrtregler benutzen das PWM Signal vom Empfänger, um z.B. Antriebsmotoren stufenlos in beide Drehrichtungen zu steuern. Hier bedeutet meistens bei einer Mittelstellung des Joysticks (ca. 1,5 ms PMW Impulslänge), dass der Antriebsmotor sich nicht dreht. Abweichungen davon lassen den Antriebsmotor, je nach Impulslänge, links- oder rechts herum laufen.Speed controllers use the PWM signal from the receiver to drive e.g. Steplessly control drive motors in both directions of rotation. Here, usually with a middle position of the joystick (about 1.5 ms PMW pulse length), the drive motor does not turn. Deviations from this allow the drive motor to run left or right, depending on the pulse length.
Bisher ist eine Modellsteuerung von POD-Antrieben (Zeichnung
Der Stellweg der Gondel (
Gerade diese unbegrenzten Ruderausschläge / Stellwinkel sind für ein vorbildähnliches Steuern von Schiffsmodellen mit POD-Antrieb erforderlich. Das Ziel ist es daher, ein vorbildähnliches Steuern über zwei Proportionalkanäle, mit den üblichen Fernsteuerungen, zu ermöglichen.Just these unlimited rudder / angle are required for a model-like control of ship models with POD drive. The aim is therefore to enable a model-like control over two proportional channels, with the usual remote controls.
Um das zu erreichen, müssen beide Proportionalkanäle der Fernsteuerung zusammenhängend ausgewertet werden. Parallel dazu muss die Istposition der Gondel (
Anhand dieser Informationen lässt sich mithilfe einer Steuereinheit (z.B. über einen Mikrocontroller) bestimmen, in welche Richtung und Winkel die Gondel (
Ebenso wird aus der Kombination der X- und Y-Werte ermittelt, mit welcher Leistung der Antriebsmotor (
Hier zwei Beispiele, wie die Steuerung von Modellschiffen vorbildähnlich aussehen soll.Here are two examples of how the control of model ships should look like a prototype.
In den Zeichnungen
- 1. Beispiel, siehe Zeichnung
3 :- Antriebsleistung ca. 50% / Stell- oder Fahrtwinkel ca. 285 Grad
- 2. Beispiel, siehe Zeichnung
4 :- Antriebsleistung ca. 100% / Stell- oder Fahrtwinkel ca. 165 Grad
- 1st example, see drawing
3 :- Drive power approx. 50% / travel or travel angle approx. 285 degrees
- 2nd example, see drawing
4 :- Drive power approx. 100% / setting or travel angle approx. 165 degrees
Damit das Steuern und Fahren vorbildähnlich und in der Bedienung möglichst sicher wird, ist zumindest ein Toleranzbereich um die Mittelstellung des Joysticks (
Beide Toleranzbereiche sind in einem beschränkten Maß parametrierbar. Der Toleranzbereich R ist auf Null reduzierbar.
- • Neutralbereich (N) = keine Positionsänderung der Gondel (
2 ) und ohne Antriebsleistung - • Rotationsbereich (R) = Positionsänderung der Gondel (
2 ) ohne Antriebsleistung - • Leistungsbereich (L) = Positionsänderung der Gondel (
2 ) mit Antriebsleistung
- • Neutral range (N) = no position change of the nacelle (
2 ) and without drive power - • Rotation range (R) = position change of the nacelle (
2 ) without drive power - • Power range (L) = position change of the nacelle (
2 ) with drive power
In der Zeichnung
Claims (2)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010052026.8A DE102010052026B4 (en) | 2010-11-26 | 2010-11-26 | Method for model-like control of ship models with drives rotating over 360 degrees |
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- 2010-11-26 DE DE102010052026.8A patent/DE102010052026B4/en not_active Expired - Fee Related
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DE102008037677A1 (en) * | 2008-08-14 | 2010-02-18 | Renk Aktiengesellschaft | Pod drive |
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